多环芳烃的样品前处理技术研究进展

多环芳烃(PAHs)是一类致癌、致畸、致突变的持久性有机物污染物,广泛存在于大气、水、土壤和生物等介质中.由于PAHs基体复杂并且含量很低,所以样品的净化和富集尤为重要.本文综述了近5年来国内外有关PAHs的样品前处理技术和方法的基本原理和代表性应用,包括液相微萃取、分散液液微萃取、固相微萃取、搅拌子吸附萃取、微耗损固相微萃取、分散固相微萃取法,比较了各方法的优缺点,并对PAHs的样品前处理技术的发展进行了展望.     

多环芳烃生物修复中的表面活性剂

由于其致癌、致突变和致畸性，多环芳烃(PAHs)成为环境中一类重要的有机污染物。生物修复是一种经济和有效的修复污染土壤的方法。由于PAHs低的水溶性、强的吸附性，使其生物可利用性降低，不利于生物修复。添加表面活性剂是一种常见的加强PAHs生物利用性的方法。文章概述了近年来在多环芳烃生物修复中关于表面活性剂的研究进展。     

多环芳烃对海洋贝类多生物水平毒性效应的研究进展

多环芳烃类化合物(PAHs)是海洋中常见的一类持久性有机污染物,对海洋生态安全及海洋生物健康造成严重威胁。海洋贝类作为海洋生态毒理学研究的模式生物,其滤食性、固着性等生理特点使其对PAHs具有较高的生物蓄积能力,可以在不同生物水平产生一系列的毒性效应。本文综述目前PAHs在海洋贝类多种生物水平所造成的生物毒性效应及其检测方法的研究进展,重点从个体生理特征、组织结构、细胞毒性和基因毒性4个层次展开讨论,为更有效地利用海洋贝类这一模型生物,深入开展PAHs对海洋生物的致毒效应与机制研究提供思路与检测方法参考。     

环境微塑料与有机污染物的相互作用及联合毒性效应研究进展

环境微塑料可吸附有机污染物,并与有机污染物进行相互作用从而改变其毒性效应,增加微塑料的治理难度.本文就全球范围内微塑料与有机污染物的相互作用及毒性效应的研究进展进行综述,分析不同介质中微塑料与有机污染物的共存水平、吸附机理、影响因素以及联合毒性效应等.研究表明,微塑料可作为多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、六...     

室内灰尘中多环芳烃及其衍生物的赋存与人体暴露研究进展

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)作为典型的持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)中的重要类别,具有半挥发性、生物蓄积性、长期残留性和明显的毒性(包括致癌、致畸、致突变)等特点,因此是环境中的一类重要污染物.PAHs衍生物的赋存浓度通常比PAHs母体低,是直接作用的诱变剂和致癌剂,具有比PAHs母体更高的致癌性和致畸性,毒性作用也更为直接,近年来PAHs衍生物引起了越来越多的关注.室内灰尘作为污染物的特殊载体,研究其中的PAHs及其衍生物的赋存、来源、人体暴露风险有重要意义.本文基于当前国内外对室内灰尘中PAHs及其衍生物的研究,对室内灰尘中PAHs及其衍生物的赋存、来源及其人体暴露风险进行了系统综述,最后提出了现有研究的不足,并对室内灰尘中PAHs及其衍生物今后的研究方向进行了展望.     

多环芳烃污染土壤毒性评价指标的研究进展

土壤微生物、植物和动物的生理学和遗传学指标被广泛用于评价土壤中多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)污染程度、毒性以及修复效果等,对指标本身的研究也在不断取得新认识和新进展.首先,许多研究对不同的指标进行比较,以检验它们在灵敏度上的差别;其次对指标的选择也越来越突出对PAHs污染的预警能力,因而普遍采用亚致死效应指标,且对指标的研究不断向基因、分子水平深入,力求通过早期的响应特征对PAHs污染程度做出及时判断;再次,PAHs污染土壤评价指标正不断朝着更加宏观和更加微观两个方向扩展,目前的指标体系已经覆盖了分子、细胞、个体、群落和生态系统等不同层次.论文依据PAHs毒性作用机理,从生理生化和遗传学角度综述了国内外评价PAHs污染土壤毒性时较为常用的生物指标及其研究进展,为国内进行相关研究工作提供参考.     

不同类型生物滞留介质对雨水径流中多环芳烃的去除效果

生物滞留设施是目前城市雨水控制利用中应用最广泛的措施之一,其中填料类型对雨水径流净化效果具有重要影响.通过实验室模拟实验,研究了不同类型填料生物滞留设施对雨水径流中多环芳烃(PAHs)的去除效果,并以炉渣为例研究了填料内部累积的PAHs降解特征.结果表明,不同类型填料对PAHs的去除效果从高到低依次为:炉渣砂土陶粒沸石,填料类型对PAHs的净化效果具有一定选择性;PAHs不同组分在不同填料中净化效果也不同,4种填料对2环PAHs净化效率均较高,约为70%,对56环的净化效率也均在50%以上,对4环PAHs的净化效率较低,约为40%.因此,生物滞留设施中填料类型对PAHs净化效果具有重要影响,实际工程中应根据PAHs的净化需求选择合适的填料.     

烷基化多环芳烃的细菌降解研究进展

烷基化多环芳烃（alkylated polycyclic aromatic hydrocarbons, A-PAHs）是以多环芳烃（PAHs）为母环，具有烷基侧链的稠环芳香烃，是一类在环境中广泛存在的持久性有机污染物.微生物降解是其在环境中降解去除的主要途径，与真菌、藻类等相比，细菌降解A-PAHs得到更多的关注.本文对APAHs的污染现状及生态毒性，细菌降解甲基萘、甲基菲的研究进展进行了概述，以PAHs的降解酶和降解基因作为参考，总结了A-PAHs可能涉及的降解酶及降解基因.本文有助于了解环境中A-PAHs的生物降解研究现状，为寻找高效的A-PAHs降解方法及减轻其生态风险提供理论依据.     

包头市居民区积尘中多环芳烃的污染特征及来源解析

对46个包头市居民区积尘样品中16种EPA优控多环芳烃的含量、污染特征进行了分析,使用主成分分析法对其来源进行了解析.结果表明,Σ16PAHs介于2868—14218μg·kg~(-1)之间,平均值为7404μg·kg~(-1).以Ace、Phe和Flu等3—4环多环芳烃为主,占Σ16PAHs的48.0%—86.4%,平均占Σ16PAHs的74.5%.与国内外研究区域相比,包头市积尘样品中PAHs含量较高,Σ16PAHs在整个城市范围内都有比较严重的污染、Ba P毒性当量在青山区西北部和青山区东南部较高、Ba P含量在昆都伦区西部和东河区东部较高.总毒性当量浓度介于231.8—3102μg·kg~(-1)之间,平均为614.0μg·kg~(-1),7种致癌PAHs毒性当量浓度介于226.8—3096μg·kg~(-1)之间,平均为604.8μg·kg~(-1).7种致癌PAHs毒性当量浓度占16种PAHs毒性当量浓度的98.1%,其中Bk F、Ba P和DBA为主要对PAHs总毒性当量浓度有贡献的PAHs,占总PAHs毒性当量浓度的88.8%.主成分分析表明,包头居民区积尘中多环芳烃主要来源为汽油机动车排放源、燃煤源、生物质燃烧源、柴油车排放源,分别贡献27.1%、26.4%、10.0%、8.5%.     

多溴联苯醚在环境中迁移转化的研究进展

多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers,PBDEs)是全球广泛使用的一种添加型溴代阻燃剂,具有高亲脂性、难降解性、生物累积性和高毒性.全面了解PBDEs在环境的迁移转化规律是对其进行科学的风险评价的基础.归纳和分析了近几年国内外学者有关PBDEs在不同环境介质中的分布情况及其迁移转化的研究动态,并重点讨论了光解和生物降解的机理、产物和影响因素.结果表明,大气中以气态的低溴代联苯醚为主,具有较强的长距离迁移能力,而BDE-209等高溴代联苯醚则主要吸附在气溶胶颗粒物上,迁移能力有限;PBDEs在水中的浓度较低,主要在沉积物和生物体的脂肪中累积,并通过食物链的放大作用使处于食物链顶端的生物受到毒害.光解和生物降解是PBDEs在环境中转化的主要途径,在空气中和浅层水中以光解为主,而在深层水和沉积物中生物降解占主导.文章最后指出了今后的主要研究方向.     

微生物修复土壤多环芳烃污染的研究进展

多环芳烃是一类具有致癌、致畸、致突变性质的持久性有机污染物,主要来源于煤、石油等燃料的不完全燃烧,易吸附于固体颗粒表面和有机腐殖质,化学结构稳定,能长期存在于自然环境,给人类健康和生态环境带来很大的危害。中国土壤多环芳烃污染严重,因此急需寻求有效的修复方法进行治理。在众多的多环芳烃污染修复方法中,微生物修复因其低成本、高效、污染少等优点成为研究热点。科学家们从自然界中分离出了多种细菌、真菌等具有降解多环芳烃能力的微生物,并对多环芳烃的降解机理进行了探索,结果表明,微生物在代谢活动过程中能够产生酶来实现对土壤中多环芳烃的降解。细菌主要通过产生双加氧酶来催化多环芳烃的加氧反应,而真菌可以通过分泌木质素降解酶系或单加氧酶来氧化多环芳烃。两种途径均是首先通过降低多环芳烃的稳定性,使之容易被进一步降解。目前,微生物修复技术正逐步应用于PAHs污染土壤的实地修复,且已取得一定成效。文章简要介绍了降解多环芳烃的微生物,对多环芳烃的微生物降解机制进行了综述,讨论了影响微生物修复过程的因素,列举了常见的微生物修复相关技术,展望了今后的研究趋势。     

典型POPs的生物降解修复技术研究与发展

生物吸附与降解是解决持久性有机污染物（POPs）最有潜力的方法之一,有必要介绍利用微生物把目标污染物转化为易降解的物质甚至矿化的POPs修复原理及其技术。对此,概述了近年来国内外基于微生物通过膜融合、胞质融合和核融合形成能够降解POPs的杂种细胞的细胞融合技术;基于降解性质粒的相容性,把能够降解不同污染物的质粒组合到一个菌种中,形成多质粒的新菌种,使微生物由于代谢途径的改变能够矿化POPs的基因工程菌构建技术;基于通过某些载体把酶固定于其中实现活性稳定、可以回收及可重复利用的酶固定化技术,以及基于降解菌活性酶分子亚基置换、降解菌活性酶的定点突变、降解酶的体外定向进化这几方面的酶构建技术;进一步分析基于分子生物学提高POPs生物修复能力的原理,指出经生物技术改造的工程菌和固定化酶未能进入实际应用的障碍所在。以多溴联苯醚（PBDEs）的微生物细胞吸收和降解机理作为典型POPs生物修复的案例,强调生物降解的过程强化需要建立多尺度上功能方面的适合;提出了分子生物学与基因工程学的结合在解决POPs环境污染方面未来的基础科学问题与研究思路。综合上述,典型POPs的生物修复技术的构建需要考虑宏观污染物协同降解的工艺理论,在基因水平、分子水平、反应器水平及工程水平上追求更高功能方面的适合。     

Biodegradation and phytotoxicity assessment of phenanthrene by biosurfactant-producing Bacillus pumilus 1529 bacteria

ABSTRACT

Phenanthrene is a toxic and mutagenic pollutant that can cause severe environmental and human health issues. The bioremediation of these polyaromatic hydrocarbons (PAHs) is possible with a biosurfactant by enhancing hydrophobicity. In this study, the production of a biosurfactant by Bacillus pumilus 1529 and its effects on the phenanthrene biodegradation pathway were examined. Biosurfactant production was determined using hemolytic activity, emulsification index, and surface tension. For phenanthrene metabolite detection, samples at 0, 7, 14, and 21 incubation days were analysed by gas chromatography-mass (GC-mass) spectrometry. The results showed that Bacillus pumilus 1529 can reduce surface tension to 22.83?±?1.1?mN?m^?1. Furthermore, the GC-mass spectrometry analysis showed that 1-hydroxy-2-naphthoic acid, benzaldehyde, o-phthalic acid, and phenylacetic acid were notable phenanthrene metabolites produced during phenanthrene biodegradation. Biodegraded phenanthrene and its metabolites have a less toxic effect on the germination of safflower seeds than non-biodegraded phenanthrene. The IC50 of phenanthrene on seed germination after biodegradation was increased to approximately 113?mg?L^?1. In general, biodegradation aided by biosurfactant producing bacteria contributed to turning the toxic phenanthrene into less harmful metabolites with lower phytotoxicity effects, indicating that its application in the bioremediation of PAHs is promising.     

Transmembrane transport of polycyclic aromatic hydrocarbons by bacteria and functional regulation of membrane proteins

• Explaintheadsorption, uptake and transmembrane transport of PAHs by bacteria. • Analyze functional regulation of membrane proteins inthe transmembrane transport. • Proteomics technology such as iTRAQ labeling was used to access expressed proteins. • Single cell analysis technology wereused to study the morphological structure. In recent years, increasing research has been conducted on transmembrane transport processes and the mechanisms behind the microbial breakdown of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), including the role of membrane proteins in transmembrane transport and the mode of transmission. This article explains the adsorption, uptake and transmembrane transport of PAHs by bacteria, the regulation of membrane protein function during the transmembrane transport. There are three different regulation mechanisms for uptake, depending on the state and size of the oil droplets relative to the size of the microbial cells, which are (i) direct adhesion, (ii) emulsification and pseudosolubilization, and (iii) interfacial uptake. Furthermore, two main transmembrane transport modes are introduced, which are (i) active transport and (ii) passive uptake and active efflux mechanism. Meanwhile, introduce the proteomics and single cell analysis technology used to address these areas of research, such as Isobaric tags for relative and absolute quantitation (iTRAQ) technology and Nano Secondary ion mass spectrometry (Nano-SIMS). Additionally, analyze the changes in morphology and structure and the characteristics of microbial cell membranes in the process of transmembrane transport. Finally, recognize the microscopic mechanism of PAHs biodegradation in terms of cell and membrane proteins are of great theoretical and practical significance for understanding the factors that influence the efficient degradation of PAHs contaminants in soil and for remediating the PAHs contamination in this area with biotechnology.     

土壤和地下水中多环芳烃生物降解研究进展

多环芳烃是一类普遍存在于环境中的难降解的危险性"三致"有机污染物。受污染的土壤和地下水中的多环芳烃,生物降解是其归宿的主要途径。研究表明,对于土壤中低分子量多环芳烃类化合物,微生物一般以唯一碳源方式代谢;而大多数细菌和真菌对四环或四环以上的多环芳烃的降解作用一般以共代谢方式开始。文章重点论述了多环芳烃的来源、降解多环芳烃的微生物、生物降解机理、影响生物降解的因素以及生物修复方法。认为今后的研究方向是高分子量多环芳烃的降解机理与降解途径,基因工程技术在多环芳烃生物降解方面的应用,以及生物表面活性剂产生的机理及其在实际处理中的应用等。     

生物表面活性剂对铜绿假单胞菌摄取烷烃的强化机制

考察了2株铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)以正十六烷为底物生长的不同方式,并初步探讨了生物表面活性剂在烃类降解菌摄取烷烃过程中的作用机制.菌株O-2-2在正十六烷中的生长明显快于PS-1,生长过程中O-2-2分泌出鼠李糖脂生物表面活性剂,正十六烷被完全乳化.另外,O-2-2菌细胞表面疏水性高于PS-1,而加入鼠李糖脂使得菌体细胞中脂多糖含量减少,菌细胞表面疏水性明显提高.上述结果表明,鼠李糖脂主要通过乳化疏水性底物和提高降解菌表面疏水性两种机制强化铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)对烷烃的摄取.图6表1参14     

多环芳烃(PAHs)在土壤-植物系统中的环境行为

PAHs具有强致癌性，它在环境中的污染问题日益受到重视。文章综合评述样品中PAHs分析过程所用提取剂的种类、提取方法和检测方法；土壤中PAHs的来源、含量、分布及其影响因素；PAHs在土壤中的吸附和解吸；PAHs在环境中的降解及降解PAHs的微生物类群；PAHs在植物体内的含量、分布及其影响因素。提出了今后值得加强研究的方面。     

Effects of hydroxypropyl-β-cyclodextrin on pyrene and benzo[α]pyrene: bioavailability and degradation in sotil

Effect of hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPCD) on the bioavailability and biodegradation of the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) pyrene (PYR) and benzo[α]pyrene (BaP) in spiked soils was investigated in 14-week incubation experiments. To evaluate the effect of HPCD in soils with a different matrix, humic substance (HS) was added into soil samples. A 6-h Tenax TA extraction method was used to evaluate pollutants bioavailability. The biodegraded and extracted fractions were compared to evaluate the impact of HPCD on PAHs biodegradation. Results indicated positive effects of HPCD on fast desorption behaviours of PAHs. The biodegraded fraction was consistent with that of the extracted for PYR. However, in terms of BaP, the results were contrary which suggests that biological factors may be limiting factors for BaP pollution remediation. HS weakened the HPCD solubilisation effect while accelerated the decay of PYR and BaP, also implying that bioavailability was not the sole factor limiting PAH biodegradation. In addition, analysis of microbial communities demonstrated that HPCD inhibited the growth of some soil bacteria while HS promoted the evolution of some soil microorganisms. A limited population of hydrocarbon degrader populations led to observing incomplete PAH biodegradation even in the presence of HPCD.     

Biodegradation of anthracene and phenanthrene by bacteria isolated from oil-contaminated soil of Bangladesh

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are ubiquitous environmental pollutants entering into the environment through natural and anthropogenic activities. Owing to their toxicity to various life forms including humans, detoxification of PAHs is crucial to reduce their effects on cells. In this study, we have isolated two bacteria capable of degrading two common PAHs, anthracene and phenanthrene, from contaminated soil samples by using selective enrichment culture supplemented with test PAHs as the sole source of carbon and energy. The isolated bacteria were identified and affiliated as Pseudomonas aeruginosa strain KD and Stenotrophomonas maltophilia strain RC based on their 16s rRNA gene sequences. The degradation of anthracene and phenanthrene was estimated indirectly by measuring the decolourisation extent of a redox indicator, 2, 6-dichlorophenolindophenol, incorporated into PAH-supplemented mineral salt media. In the case of anthracene, ≥90% decolourisation was recorded at 20 and 48 days for P. aeruginosa and S. Maltophilia, respectively. On the other hand, ≥94% decolourisation was recorded at 56 and 52 days for P. aeruginosa and S. maltophilia, respectively during the utilisation of phenanthrene.     

蜡状芽孢杆菌不同菌株降解有机磷农药的特性分析

筛选分离降解微生物解决有机磷农药残留给水体和土壤环境带来的污染问题是一项可行的生物修复技术。采用富集培养和定时取样分析有机磷农药残留的方法,分离驯化出三株能够降解有机磷农药的细菌,研究了其形态特征和生理生化特性并对其16SrDNA序列进行了分析,同时比较了三菌株对甲基对硫磷（Methyl－parathion）、毒死蜱（Chlorpyrifos）和_二唑磷（Triazophos）的降解特性。结果表明：通过富集培养得到10菌株具有降解甲基对硫磷和毒死蜱的能力,比较确定HY-1、HY-2和HY-4三菌株作为研究对象,经鉴定为蜡状芽孢杆菌（Bacilluscereus）的不同菌株,三菌株在Genbank上的登录号分别为：eu915687、eu915686和eu915688。在甲基对硫磷质量浓度为50mg·L-1时,三菌株72h的降解率分别为91．7％、87．7％与92．4％．降解率无显著性差异（P〉0．05）,当甲基对硫磷质量浓度增加到100mg·L-1时,三菌株对甲基对硫磷的降解率有所下降,其中HY-2对甲基对硫磷的降解率下降最大达23％,且和其他两菌株有显著性差异（P〈0．05o三菌株72h对100mg·L-1毒死蜱的降解率分别达到64．8％、53．7％和56．5％,在不同的毒死蜱初始质量浓度下,HY-1和HY-4两菌株对毒死蜱的降解率无显著性差异（P〉0．05）,HY-2与HY-1、HY-4两菌株有显著性差异（P〈0．05o三菌株对三唑磷的降解率均较低,其中HY-2对初始质量浓度为100mg·L-1三唑磷的降解率最高仅为20．7％,其余两菌株对三唑磷的降解率比HY-2低且无显著性差异（P〉0．05o可以得出本研究分离得到的蜡状芽孢杆菌不同菌株对有机磷农药的降解存在多态性。